IceTMP: Eisdecke auf den Seen Tibets und der Inneren Mongolei

Seen sind Schlüsselkomponenten des Klimasystems, die sensible Indikatoren für den regionalen Klimawandel darstellen und die Wechselwirkung zwischen Land und Atmosphäre auf regionaler bis globaler Ebene vermitteln. Die Rolle der Seen ist besonders wichtig im Wasserkreislauf der alpinen und ariden Gebiete des tibetischen Plateaus und des mongolischen Plateaus. Die Reaktion der Seen auf den Klimawandel in diesen abgelegenen Regionen ist jedoch aufgrund des Mangels an Beobachtungsdaten aus diesen Regionen bis heute nicht vollständig quantifiziert. Ein wesentliches Merkmal der Seensysteme in diesen beiden größten ariden Klimazonen ist die mehrmonatige Eisbedeckung. Bildung und Schmelzen der Eisdecke auf Seen haben einen starken Einfluss auf die Land-Atmosphäre-Wechselwirkung und auf interne physikalische und biogeochemische Prozesse in Seen. Dabei ist die korrekte Darstellung der Eisbedeckung und des Wärme- und Massentransports unter dem Eis in regionalen und globalen Klimamodellen entscheidend für das Verständnis der großräumigen Reaktion auf den Klimawandel. Besonders herausfordernd ist die Gewinnung interdisziplinärer Beobachtungsdaten von eisbedeckten Seen der abgelegenen Regionen. Die Zusammenführung von Erfahrungen und Ressourcen internationaler Forschungsteams ist der effektivste Weg, um einen signifikanten Fortschritt in diesem Bereich der Geowissenschaften zu erzielen.

Das übergeordnete Ziel des vorgeschlagenen Projekts besteht darin, ein internationales Forschungsnetzwerk aufzubauen, das darauf abzielt, die Wissenslücke über eisbedeckte Seen als entscheidende, aber wenig erforschte Komponenten des hydrologischen und klimatischen Systems von Qinghai-Tibet und dem mongolischen Plateau zu schließen.

Die Projektziele umfassen:

- Erwerbung der ersten detaillierten Beobachtungsdaten zu den thermischen und biogeochemischen Bedingungen unter dem Eis in den beiden Schlüsselregionen

- Validierung und Verbesserung bestehender Seeparametrisierungsschemata für Klimamodelle

- Entwicklung der Zukunftsszenarien der saisonalen Eisbedeckungsvariationen unter dem Klimawandel.

Wir werden ein Beobachtungsnetzwerk an zwei Seen in Tibet und einem See in der Inneren Mongolei aufbauen. Die neu gewonnenen Daten zum Wärmehaushalt der chinesischen Plateauseen werden im Vergleich mit der vom deutschen Partner untersuchten arktischen Seendynamik analysiert, was einen Mehrwert für die Zusammenarbeit darstellt. Als Ergebnis werden verbesserte Parametrisierungen der saisonalen Eisbedeckung entwickelt und in die modernen Seemodelle integriert, die in der Klimasystemmodellierung verwendet werden.

Zu den erwarteten Ergebnissen des vorgeschlagenen Projekts gehören: (a) Einrichtung eines Kernforschungskonsortiums für interdisziplinäre klimatologische Studien zum hydrologischen Regime alpiner und arider Regionen; (b) Erlangung erster umfassender Beobachtungen zu den Untereisbedingungen in Seen der tibetischen und mongolischen Hochebene und Bereitstellung des ersten Einblicks in den Wärmehaushalt des Luft-Eis-Wasser-Systems; (c) Ausarbeitung von Parametrisierungen des Eisbedeckungsbudgets unter ariden und alpinen Bedingungen mit dem Ziel, die Repräsentation von Seeeis in Klimamodellen zu verbessern; (d) Schätzung der ökologischen Bedingungen und physikalisch-biologischen Wechselwirkungen in eisbedeckten Seen mit der Perspektive, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserqualität von Seen zu mildern.